14.3 Сепарация масла.

Отделение в
сепараторе твердых и нерастворимых в
масле частиц и воды происходит на основе
разницы центробежных сил, приложенных
к этим частицам и к маслу. Это различие
будет тем выше, чем больше разница их
плоскостей.

В отличие от
очистки масла фильтрами, способность
которых к улавливанию загрязнений
определяется в основном размерами
последних, центробежная очистка носит
избирательный характер: сепаратор
удаляет из смазочного масла воду и
нерастворимые в нем примеси, плотность
которых выше плотности очищаемого
масла. Поэтому в составе загрязнений,
удаляемых из масла в процессе его
сепарирования, значительно больше
минеральных компонентов, чем в
загрязнениях, задерживаемых фильтрами.

Основным
режимом очистки масла является режим
кларификации. Перевод на режим пурификации
осуществляется путем переналадки
сепаратора при обнаружении воды в масле
свыше 0,5%. Масло сепарируется в режиме
пурификации до удаления воды, при этом
должна быть выяснена и устранена причина
попадания воды. После удаления воды в
сепараторе необходимо вновь перевести
в режим кларификации. Производительность
сепаратора не должна превышать 50%
номинальной, а температура подогрева
масла должна быть не менее 85°С. Если
масло имеет склонность к эмульгированию
и отделению воды методом центрифугирования
затруднена, то подогревать масло
рекомендуется до температуры 90÷95°Спри
условии поддержания в масляной системе
двигателя достаточного давления.
Выполнение указанных рекомендаций
позволяет достичь наибольшей эффективности
очистки масла. При повышении температуры
подогрева масла тонкость отсева dувеличивается.

Периодичность
включения и продолжительность работы
сепаратора зависит от уровня загрязнения,
скорости поступления загрязнений в
масло и эффективности очистки на
выбранном режиме. Большая скорость
поступления загрязнений в масло
свидетельствует о плохой работе топливной
аппаратуры, неудовлетворительном
состоянии поршневых колец, быстром
окислении масла в результате воздействия
высоких температур и контакта с
катализаторами.

При высоком
содержании в масле нерастворимых в
бензине загрязнений (3% и выше) обработку
масла сепарированием целесообразно
проводить и после остановки двигателя
в течение нескольких часов. Сепарирование
циркуляционных масел тронковых дизелей
следует начинать с первых часов работы
после смены масла, особенно тщательно
контролируя процесс очистки при переходе
на масло с лучшими моющими свойствами.

Очистку масел
крейкопфных дизелей рекомендуется
начинать спустя 300÷500 ч после их замены.
В случае использования в циркуляционной
системе чисто минеральных масел для
промывки их от загрязнений и водорастворимых
кислот рекомендуется добавлять пресную
воду в количестве 3÷5%. Температура воды
должна быть равно температуре масла
или превышать на 5°С.

На ряде
судовых среднеоборотных и высокооборотных
дизелей для очистки циркуляционного
смазочного масла успешно применяются
центрифуги.

По схеме
включения в систему смазывания масляные
центрифуги подразделяются на полнопоточные
и частичнопоточные. Полнопоточные
центрифуги можно устанавливать на
быстроходных дизелях с малой
производительностью навешенного насоса
(до 1000 л/ч). На дизелях с производительностью
маслонасоса от 1000 до 7000-8000 л/ч устанавливают
частичнопоточные масляные центрифуги.

По роду
привода центробежные маслоочистители
могут разделяться на:

— приводимые
во вращение от коленчатого вала двигателя;

— приводимые
во вращение от воздушной или газовой
турбины электродвигателя;

— с гидравлическим
реактивным приводом.

Конструкция
струйно-реактивной масляной центрифуги
показана на рис. 14.5

Рисунок 14.5 – Конструкция
струйно-реактивной масляной центрифуги.

К головке
(1) с входным каналом (4) и выходным каналом
(5) прикреплены купол (2) с брызгоотбойным
кольцом (6). В ступице центрифуги (7)
установлена вертушка (8) с плечами (9), в
которые вмонтированы сопла (10). Крышка
(11) и цилиндр (12) образуют вращающийся
корпус центрифуги, в котором размещены
направляющие для организации движения
потока масла. В нижней части центрифуги
имеется всасывающий патрубок (14). Грязное
масло поступает в фильтр из масляной
системы двигателя по каналу (4) и
разбрызгивается соплами (10), в результате
чего вертушка приводится во вращение.
Стекающее вниз масло собирается в
неподвижной части корпуса центрифуги
(13) засасывается через патрубок (14) и
проходя через каналы центрифуги очищается
от взвешенных в нем примесей, которые
отбрасываются к стенкам цилиндра (12).
Для более тонкой очистки масло проходит
через мягкую сетку (3) и по каналу (5)
поступает в двигатель.

Очистка масла
реактивными центрифугами от неорганических
примесей происходит лучше, чем примесей
органического происхождения. При прочих
равных условиях их удаляется в 2÷3 раза
больше, чем органических.

Особенно
эффективно действие реактивных центрифуг
при очистке масел с присадками: они в
меньшей степени задерживают присадку,
чем ФТО, а удаление центрифугами продуктов
изнашивания, являющихся активными
катализаторами окисления углеводородов
масла, снижает скорость срабатывания
присадок.

Вакуумная
очистка масла.

Большинство
установок для вакуумной очистки масел
используют эффект испарения и дегазации
предварительно нагретой исходной
жидкости при пониженном давлении.

При этом
эффективность осушки очень сильно
зависит от площади поверхности этой
жидкости.

Осушка и
дегазация масла в установке (рис. 14.6)
осуществляется с помощью тонкодисперсного
распыления жидкости с помощью центробежной
форсунки. Распыление масла осуществляется
в вакууме. Поскольку эффективность
испарения воды прямо пропорциональна
площади поверхности и гидродинамическим
условиям движения среды внутри капель,
то распыление жидкости с помощью форсунки
позволяет получить большую мелокодисперсность
потока и поверхность испарения.
Эффективность установки еще более
повышается за счет впуска в нижнюю часть
емкости осушенного разраженного воздуха.
Это позволяет увеличить время падения
капли и повысить эффективность испарения
воды из капель масла.

Масло
из нагревателя

Рисунок 14. 6 – Установка
вакуумной очистки масла от воды и
растворенных газов.

В установке
(рис. 14.7) используется принцип увеличения
поверхности обрабатываемой исходной
жидкости в системе скачков уплотнений
возникающих при торможении сверхзвукового
двухфазного потока. Процесс осушки и
дегазации осуществляется в скачках
уплотнений при торможении сверхзвукового
потока равновесной газопарожидкостной
смеси, воздаваемой в сверхзвуковом
жидкостно-газовом эжекторе.

Рисунок 14.7 – Устройство
сверхзвуковой очистки масел от воды и
воздуха.

Нагретое до
температуры 45°С масло под давлением
0,6÷0,8МПа со скоростью 30м/с по трубопроводу
(3) с помощью насоса (2) вместе с атмосферным
воздухом поступает через приемную
камеру (5) соплового эжектора (4) в верхнюю
часть емкости (1) давление в которой –
0,001МПа. Это вызывает активное выделение
растворенных в масле газов и водяного
пара. Количество атмосферного воздуха
регулируется клапаном (7), а его давление
измеряется манометром (6). Давление в
баке (1) контролируется манометром (8).
Воздух с каплями воды уходит в атмосферу
(12) через трубопровод (9), клапан (10) и
камеру (11) независимой эжекторной
системы. Эта эжекторная система
предназначена для вакуумирования бака
(1) и соединена с его нижней частью
трубопроводом (13) через клапан (14). По
сливной магистрали с клапаном (15)
очищенное масло удаляется в расходные
цистерны.

Литература:
[19], [1].

Вопросы для
самопроверки:

1. Назовите методы очистки масел и сравните
   эффективность их применения.

2. От каких факторов зависит качество
   очистки методом фильтрации смазывающего
   масла?

3. Какие типы фильтров применяются в
   системах смазывания СДВС?

4. Какими показателями определяется
   качество фильтрации смазывающего
   материала?

5. Каков принцип действия
   фильтровально-вибрационного аппарата
   для очистки масла?

6. В чем заключается различия методов
   очистки масла посредством фильтрации
   и сепарации?

7. В чем заключается принцип действия
   центрифуг, используемых для очистки
   масел?

8. В чем заключается принцип действия
   вакуумных очистителей масла?

Зачем нужна сепарация масла и воды?

28 февраля 2023 г.

Зачем нужна сепарация масла и воды?

Расчетное время чтения: 5 минут

В некоторых отношениях компоненты системы сжатого воздуха сопоставимы с автомобильными. Для работы в автомобилях необходимы определенные части, например двигатель. Кроме того есть устройства, например ремни безопасности, которые не являются, с технической точки зрения, необходимыми для эксплуатации автомобиля, но все же обязательны – не только потому, что они полезны, но и потому, что они требуются по закону. И наконец, некоторые дополнительные опции, такие как подогрев сидений, просто приятны.

В системе сжатого воздуха очевидно необходим компрессор, чтобы обеспечивать работу всей системы. Кроме того, существует ряд дополнительных устройств, которые не являются обязательными, но которые позволят повысить производительность или эффективность, например технология сетевого доступа. А еще есть такие функциональные возможности, как водомасляные сепараторы. Включение их в систему сжатого воздуха, в которой используются маслозаполненные компрессоры, – требование не только здравого смысла, но и закона в большинстве стран.Водомасляные сепараторы играют важнейшую роль в этих системах. При всех их преимуществах у маслозаполненных компрессоров есть небольшой недостаток: в качестве побочного продукта в них образуется конденсат, содержащий примеси масла.К счастью, водомасляные сепараторы легко справляются с этой проблемой. Благодаря различным фильтрам и фильтрующим материалам они эффективно удаляют из воды масло, которое затем можно безопасно утилизировать надлежащим образом.Но к чему беспокоиться? На то есть две основные причины.

Разделение масла и воды – это правильный выбор

Попадание вредных веществ в грунтовые воды вредно для окружающей среды. Все, кто следил за разливами нефти в новостях, знают о возможных последствиях для животных и растений. Одна из причин, по которой масло в грунтовых водах настолько вредно, состоит в том, что для загрязнения большого количества воды требуется лишь малое количество масла. Например, в случае моторного масла одна единица масла может загрязнить один миллион единиц воды.Кроме вреда для животных и растений, масло, попадающее в грунтовые воды, также оказывает влияние на почву, реки и озера, настолько, что могут потребоваться дорогостоящие работы по очистке.Что касается сепарации масла и воды, то это означает, что чем выше очистка конденсата, тем лучше для всех.В этом отношении новый водомасляный сепаратор OSC компании «Атлас Копко» устанавливает новый стандарт. Благодаря уникальной трехступенчатой системе очистки он может отфильтровывать больше типов масла из конденсата и обеспечить на выходе непревзойденную чистоту воды до 5 частей на миллион.

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о водомасляном сепараторе OSC

Сепарация воды от масла все чаще требуется по закону

Однако, как не все водители пользуются ремнем безопасности, хотя это явно безопасный и ответственный подход, так и не все компании готовы самостоятельно брать на себя заботу об охране окружающей среды.

Это подводит нас ко второй причине: в большинстве стран этот тип водоочистки предписывается все более строгими нормативными актами, нарушение которых может повлечь высокие штрафы. 

Например, в Великобритании на компанию может быть наложен штраф до 20 000 фунтов стерлингов за ненадлежащее обращение с конденсатом. А в Германии Закон о водных ресурсах предписывает, что разрешение на слив отработанной воды может быть предоставлено только в случае, если содержание загрязняющих веществ в сточных водах поддерживается на минимальном возможном уровне, обеспечиваемом передовыми технологиями.

В настоящее время допустимым остаточным содержанием масла считается 20 мг/л, но местные органы власти могут устанавливать более строгие уровни. Это также означает, что эти предельные количества могут быть в любое время снижены, а водомасляный сепаратор OSC от компании «Атлас Копко» обезопасит предприятия в обозримом будущем.

В качестве дополнительного преимущества в серии OSC используется новая картриджная система, которая значительно упрощает и удешевляет техническое обслуживание по сравнению с обычными водомасляными сепараторами.

В результате выигрывают все: операторы, предприятия и окружающая среда.

свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о водомасляном сепараторе OSC

Масло влагоотделители

OSC

Подготовка воздуха и газов

Каковы принципы разделения нефти и газа?

Это самый важный принцип отделения масла. Изменение давления, необходимое для отделения легкой нефти от тяжелой нефти, может быть различным, но всегда будет некоторое изменение давления, связанное с разделением двух или более компонентов любой смеси.

В зависимости от того, что необходимо сделать, давление на сосуд, содержащий углеводороды, можно регулировать для улучшения процесса разделения.

Если давление паров в сосуде, содержащем углеводороды, уменьшается, некоторые из более легких углеводородов переходят из жидкой фазы в паровую фазу.

С другой стороны, если давление пара в сосуде, содержащем углеводороды, увеличивается, некоторые из более легких углеводородов будут конденсироваться из паровой фазы обратно в жидкую фазу.

2. Изменение температуры

 Разница температур между жидкостями будет влиять на их относительную летучесть из-за изменения уровней растворимости и давления паров, что меняет их равновесный состав во время разделения. Более тяжелые масла имеют более высокую вязкость и более низкое давление паров, чем более легкие масла при данной температуре, поэтому при повышении температуры они склонны скапливаться на дне водомасляной эмульсии, что приводит к повышению эффективности разделения по сравнению с работой при низких температурах, когда оба фазы более летучие.

Например, если разделение происходит путем нагревания нефти из потоков нефтеперерабатывающего завода с использованием теплообменников перед ее отправкой в ​​колонну термического сепаратора, оснащенную паровыми змеевиками, через которые протекает охлаждающая вода, пар, образующийся из более легкой нефти, будет иметь более низкую температуру кипения. чем у более тяжелых масел при данной температуре.

Изменения температуры идут рука об руку с изменениями давления, когда речь идет о разделении в системе или сосуде, содержащем углеводороды.

Если давление в сосуде останется прежним, повышение температуры приведет к мгновенному переходу некоторых более легких углеводородов из жидкого состояния в парообразное.

Аналогичным образом, падение температуры при фиксированном давлении вызовет конденсацию некоторых углеводородов в жидкую фазу.

3. Сила тяжести

Сила тяжести или, точнее, разница в удельной массе разделяемых компонентов является самым большим фактором, влияющим на время, необходимое для разделения компонентов.

Чем больше разница в удельном весе компонентов, тем быстрее произойдет разделение.

Существует значительная разница в удельном весе между газом, нефтью и водой, поэтому газу не требуется много времени, чтобы вырваться наружу и подняться на поверхность жидкости.

Меньшая разница между удельным весом компонентов означает, что для разделения компонентов требуется большее время осаждения или удерживания. Если существует большая разница в удельных весах компонентов, как, например, в примере с газом и нефтью, грубое разделение произойдет довольно быстро.

4. Скрабирование

Скрабирование – это то, что отделяет нефть от газа. Количество физических стадий, необходимых для удаления масла, определяется действием зачистки. Вязкость, давление, температура и плотность — это свойства, которые можно использовать для определения того, какой процесс обеспечит наиболее эффективное разделение.

5. Химическое действие

Для разделения необходимо химическое взаимодействие двух несмешивающихся жидкостей. Поверхность раздела между двумя жидкостями должна быть сохранена, чтобы обеспечить химическое действие. Снижение температуры всегда уменьшает или устраняет трехфазный контакт и, следовательно, снижает эффективность разделения.

Давление оказывает обратное влияние на эффективность разделения. Снижение давления увеличивает относительную скорость разделения, тем самым повышая эффективность. Повышение давления снижает относительные скорости, снижая эффективность разделения. Изменение скорости перемешивания изменяет ширину зоны контакта, что может положительно или отрицательно влиять на эффективность разделения в зависимости от условий.

6. Электрические

Электрическое разделение основано на том факте, что масло и вода имеют разные диэлектрические постоянные. Когда смесь масла и воды электрически заземлена, так что одна фаза имеет положительный заряд, а другая фаза имеет отрицательный заряд, две фазы разделятся.

Этот метод можно использовать как в вертикальных, так и в горизонтальных сосудах.

7. Время удерживания

Время удерживания масла в сепараторе можно использовать для определения объема рекуперации газа. Чем больше время удерживания, тем больше масла будет удалено. Это связано с тем, что пока масло находится в контакте с инертным газом, оно не поднимется. Чем больше время контакта между инертным газом и жидкостью, тем большее количество масла растворится в паровой фазе.

Хотите узнать больше о других принципах?

Нажмите ниже, чтобы загрузить нашу электронную книгу, содержащую оставшиеся пять принципов процесса разделения нефти и газа.

Кроме того, узнайте больше о ключевых факторах, которые следует учитывать при оптимизации сепаратора.

Свяжитесь с нами

Откройте для себя сильные стороны, которые специалисты 12:eleven в области инноваций и настройки привносят в производственное и технологическое оборудование (включая сепараторы для добычи нефти и газа). Свяжитесь с 12:eleven и оцените надежное качество, проверенную эффективность и непревзойденный сервис.

Мы приглашаем вас запросить расценки на наши продукты или услуги.

Похожие статьи:

Нефтегазодобывающее и технологическое оборудование. В этом сообщении блога мы рассмотрим наиболее важные элементы нефтегазодобывающего оборудования. Мы также поговорим о том, как правильно их обслуживать.

Башни для стабилизации масла: что вам нужно знать. В этой статье мы обсудим основы градирен для стабилизации масла и предоставим информацию о том, как они работают, и о преимуществах, которые они предлагают.

Что вам нужно знать об установках осушки газа. Вот все, что вам нужно знать об установках осушки газа и о том, как их можно использовать для удаления нежелательной влаги из восстановленного природного газа.

Все, что вам нужно знать о гликолевых контактных башнях. В этом посте мы представим обзор того, что такое гликолевые контактные башни, объясним преимущества их использования и доступные типы.

About 12:eleven

Как специализированная компания, занимающаяся проектированием, проектированием и изготовлением производственного и технологического оборудования, мы стремимся делать то, что правильно для наших клиентов, и стремимся создавать ценность для каждого проекта.

Мы используем полевой опыт нашей проектной и инженерной группы вместе с нашими диверсифицированными производственными возможностями для поставки широкого спектра инновационного оборудования для поверхностной обработки, включая сепараторы, протравители, блокираторы свободной воды, наливные и испытательные установки, непрямые линейные нагреватели, газовые Производственные установки, установки осушки газа, гликолевые контактные колонны, колонны улавливания паров, колонны стабилизации нефти.

6 Способы разделения эмульсии масла и воды

Эмульсия нефти и воды конкретно относится к жидкости , которая поступает непосредственно из нефтяной и газовой скважины.

При добыче скважины на поверхность выходит смесь сырой нефти, воды, газа и твердых частиц. После отделения газа от жидкости оставшиеся нефть и вода также должны быть отделены.

Эмульсии в нефтяной промышленности классифицируются как «вода в масле» или «масло в воде» в зависимости от объемного соотношения жидкостей.

Газ, доставленный на поверхность, обычно представляет собой «влажный газ», состоящий из сухого природного газа, такого как метан, смешанного с жидкими природными газами, такими как этан и бутан.

Все эти компоненты разделены с использованием нескольких принципов разделения для получения желаемых конечных продуктов, которые считаются ценными.

В этом видео мы объясняем 6 принципов, используемых для разделения масляной и водной эмульсии в нефтегазовой промышленности.

1. Как нагревание разделяет эмульсию масла и воды

При отделении жидкостей друг от друга нагревание до определенных температур улучшает разделение. При повышении температуры эмульсии масла и воды вязкость масла снижается. Эта более низкая вязкость позволяет легче высвобождать молекулы газа и воды. Эмульсии топочного масла также увеличивают плотность между маслом и водой.

Нагреватель для обработки является примером сосуда, в котором используется принцип изменения температуры для облегчения разделения. Чтобы узнать больше о том, как работает Heater Treater, ознакомьтесь с нашей серией обучающих курсов 1-го уровня.

2. Гравитационное разделение

Гравитационное разделение является наиболее широко используемым методом разделения масляной эмульсии. Элементы в потоке скважины, такие как нефть и вода, имеют разную плотность.

Различия в плотности позволяют воде отделяться под действием силы тяжести. Проведя достаточное количество времени в нетурбулентном состоянии, различные удельные веса естественным образом разделятся на отдельные слои.

Представьте, что эмульсия — это итальянская заправка. Если вы дадите заправке застыть, ингредиенты разделятся в соответствии с их разным удельным весом. Оливковое масло будет плавать наверху, потому что оно легче уксуса, а твердые вещества и другие ингредиенты упадут на дно, потому что они самые тяжелые.

3. Время удерживания

Разделение происходит со временем. Когда вы уменьшаете скорость жидкости, вы даете жидкости определенное время, чтобы она разделилась под действием силы тяжести.

Время удерживания – это время, в течение которого смесь жидкостей находится в стационарном или невозмущенном состоянии внутри сепаратора. Более длительное время хранения означает большее разделение.

Сосуд большего диаметра или выше увеличит время удерживания и позволит большему количеству воды осаждаться под действием силы тяжести.

На видео мы показываем образец смеси из пробки свободной воды, и вы можете видеть три слоя: масляный, водный и твердый, которые со временем разделились.

4. Как перемешивание разделяет эмульсию нефти и воды

Добычная жидкость перемешивается, когда попадает на отводящую пластину на входе в сосуд. Внезапное воздействие на пластину вызывает быстрое изменение направления и скорости, что помогает разрушить поверхностное натяжение жидкостей и начать процесс разделения.

В сепараторах существует много типов впускных отклонителей, и тот, который используется, зависит от характеристик и объема скважинного потока.

Перемешивание увеличивает вероятность слияния жидкости и ее осаждения из эмульсии.

5. Слияние 

Во время слияния капли воды объединяются, образуя более крупные капли.

Представьте себя за рулем туманным утром. Туман говорит нам, что в воздухе много влаги, но на самом деле она не конденсируется в жидкость , пока не попадет на лобовое стекло.

То же самое происходит, когда газ попадает на твердую поверхность. Это может быть отводная пластина, когда она впервые входит в сосуд, или туманоуловитель , когда он выходит.

В туманоуловителях крыльчатого типа мельчайшие капли удаляются из потока пара за счет инерционного удара. Влажный газ вынужден менять направление, в результате чего капли тумана ударяются о лопасти и сливаются с другими каплями, в конечном итоге падая.

Это инерционное воздействие также возникает в туманоуловителях сетчатого типа.

Газ должен обтекать каждую нить сетки, и когда капли тумана ударяются о нити, они прилипают и сливаются, образуя капли, достаточно большие, чтобы упасть.

Субмикронные капли движутся зигзагообразно через плотно упакованные волокна с «броуновским движением» и в конечном итоге ударяются, прилипают, сливаются и стекают.